JPH06248979A - スロットル駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 モータ等に異常が発生してクラッチが切り離
された場合でもエンジンの出力を緩やかに低下させ、車
速変化を滑らかにしたスロットル駆動装置を提供する。 【構成】 ＤＣモータ７や電子コントローラの異常を検
知した時、スロットルバルブ用リターンスプリング９に
よって閉方向に付勢されるスロットルバルブ１の回転に
対してスロットルリンケージ５３、ピストンリンケージ
５５、ピストン５７を介して電気粘性流体ダンパ５９に
よって抵抗を付加し、スロットルバルブ１が緩やかに閉
じるようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、モータによってスロッ
トルバルブを開閉制御するスロットル駆動装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】この種のスロットル駆動装置では、アク
セルペダルの踏み込み量に比例して変化するポテンシォ
メータの出力電圧を増幅器を介してスロットルバルブ開
閉制御用のモータに供給して、該モータを回転駆動し、
このモータの回転を電磁クラッチを介してスロットルバ
ルブに伝達し、これによりスロットルバルブの開閉を行
っている。

【０００３】また、前記スロットルバルブ開閉制御用の
モータ等が故障等して異常状態になった場合には、モー
タとスロットルバルブを連結している電磁クラッチを切
り離し、これによりスロットルバルブをリターンスプリ
ングによって全閉状態に戻すようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のスロッ
トル駆動装置においては、異常時に電磁クラッチが切り
離されると、スロットルバルブはリターンスプリングに
よって全閉状態に戻され、これによりエンジンの出力は
急激に低下するため、例えば車両が低速ギヤで走行時に
は車両の挙動がギクシャクしてしまい、車両の商品性が
低下してしまうという問題がある。

【０００５】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、モータ等に異常が発生してク
ラッチが切り離された場合でもエンジンの出力を緩やか
に低下させ、車速変化を滑らかにしたスロットル駆動装
置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のスロットル駆動装置は、リターンスプリン
グによって閉方向に付勢されたスロットルバルブの開閉
用モータをモータ制御装置によってアクセルペダルの踏
み込み量に基づいて駆動制御するスロットルバルブ制御
装置において、前記開閉用モータおよび前記モータ制御
装置の異常を検知したときに信号を出力する異常検知手
段と、前記スロットルバルブと前記開閉用モータとの間
に設けられ、前記異常検知手段より信号が入力されてい
ないときには連結状態となり、前記異常検知手段より信
号が入力されたときには開放状態となる電磁クラッチ
と、前記異常検知手段より信号が入力されたときにリタ
ーンスプリングによって閉方向に付勢されるスロットル
バルブの回転に抵抗を付加するスロットルバルブ緩衝手
段とを有することを要旨とする。

【０００７】

【作用】本発明のスロットル駆動装置では、開閉用モー
タおよびモータ制御装置の異常を検知し、前記スロット
ルバルブと前記開閉用モータとの間の電磁クラッチを開
放した時、リターンスプリングによって閉方向に付勢さ
れるスロットルバルブの回転に抵抗を付加し、スロット
ルバルブが緩やかに閉じるようにしている。

【０００８】

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。

【０００９】図１は、本発明の一実施例に係わるスロッ
トル駆動装置のシステム構成図である。図１のスロット
ル駆動装置は、スロットルバルブ１を開閉制御する電子
式スロットル駆動部１０を有する。このスロットル駆動
部１０はスロットルバルブ１の一方の側にノーマルオー
プン型電磁クラッチ５を有し、この電磁クラッチ５は減
速ギヤ２１を介してＤＣモータ７の回転をスロットルバ
ルブ１に伝達し、これによりスロットルバルブ１を開閉
駆動するようになっている。また、スロットルバルブ１
の他方の側には電子式ダンパ機能部５１が設けられてい
る。スロットルバルブ１と電磁クラッチ５との間にはス
ロットルセンサ１２ｂが設けられ、スロットル１と電子
式ダンパ機能部５１との間にはスロットルバルブ用リタ
ーンスプリング９が取り付けられている。

【００１０】そして、電磁クラッチ５は、通常時にはそ
の電磁クラッチコイルが通電され、これによりモータ７
の回転をスロットルバルブ１に伝達して、モータ７の回
転によってスロットルバルブ１を開閉制御するようにな
っているが、モータ７および該モータを駆動制御する電
子コントローラ等が異常状態になった場合には、電磁ク
ラッチ５の電磁クラッチコイルは非通電状態となり、こ
れによりスロットルバルブ１はモータ７から切り離さ
れ、この結果スロットルバルブ１はリターンスプリング
９の作用によって全閉方向に駆動されようとするが、こ
の場合に前記電子式ダンパ機能部５１がスロットルバル
ブ１に対して抵抗を付加し、これによりスロットルバル
ブが急速に全閉状態にならず、緩やかに閉じるように制
御している。

【００１１】更に、ＤＣモータ７は一対のケーブル３２
を介して電子コントローラ３３のモータ駆動回路３３ｂ
に接続されている。また、スロットル駆動部１０の電磁
クラッチ５の電磁クラッチコイルおよび電子式ダンパ機
能部５１は直列に接続され、その一端がアースに接続さ
れ、他端がケーブル３４を介して電子コントローラ３３
の電磁クラッチ駆動回路３３ｄに接続されている。

【００１２】電子コントローラ３３は、前記モータ駆動
回路３３ｂおよび電磁クラッチ駆動回路３３ｄに加え
て、マイコン３３ａおよび自己保持リレー回路３３ｃを
有するとともに、マイコン３３ａにはアクセルセンサ１
２ａ、スロットルセンサ１２ｂ、車速センサ３５、キャ
ンセルスイッチ３７およびセットスイッチ３９が接続さ
れ、また自己保持リレー回路３３ｃにはブレーキリミッ
トスイッチ４１が接続され、自己保持リレー回路３３ｃ
とモータ駆動回路３３ｂとの間にはアクセルリミットス
イッチ４３が接続されている。

【００１３】アクセルセンサ１２ａは、アクセル開度セ
ンサ（二重系）であり、アクセルペダルのアクセル開度
ＡＣＣをポテンシォメータの出力電圧によって検知し、
マイコン３３ａに供給している。スロットルセンサ１２
ｂは、スロットル開度センサであり、スロットルバルブ
１のスロットル開度ＴＶＯをポテンシォメータの出力電
圧によって検知し、マイコン３３ａに供給している。車
速センサ３５はトランスミッション出力軸に設けられた
電磁ピックアップ等により車速に比例した周波数のパル
ス信号をマイコン３３ａに供給する。

【００１４】セットスイッチ３９は自動定速走行制御
（ＡＳＣＤ）の開始を示すＡＳＣＤ用セットスイッチで
あり、キャンセルスイッチ３７は自動定速走行制御（Ａ
ＳＣＤ）の解除を示すＡＳＣＤ用キャンセルスイッチで
ある。ブレーキリミットスイッチ４１はブレーキの非操
作時のみ閉じてオン状態になるスイッチであり、アクセ
ルリミットスイッチ４３はアクセルの非操作時のみ開い
てオフ状態になるスイッチである。

【００１５】マイコン３３ａは、通常のワンチップマイ
クロコンピュータであり、ＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭ、デ
ィジタルポート、Ａ／Ｄポート、各種タイマ等を内蔵
し、システム正常時には電磁クラッチの通電を指示する
ＣＬＵＴＣＨ信号を出力するとともに、更に各種センサ
の出力信号およびスイッチ信号に基づいて目標スロット
ル開度を演算し、実スロットル開度がこの目標値に一致
するようにＤＣモータ７の正逆転方向を指示するＤＩＲ
信号、ＤＣモータ７の駆動電流を指示するＤＵＴＹ信号
を出力する。

【００１６】また、システム故障時には、ＤＣモータ７
の駆動電流およびクラッチ駆動電流の遮断を指示する信
号を出力し、ＤＣモータ７によるスロットル制御からア
クセルペダルによるスロットル直接制御に移行させる制
御を行う。

【００１７】モータ駆動回路３３ｂは、マイコン３３ａ
からのＤＵＴＹ信号およびＤＩＲ信号に基づいて出力段
のパワートランジスタをオン−オフ制御して、ＤＣモー
タ７の駆動電流および電流方向を制御する。自己保持リ
レー回路３３ｃは、前記セットスイッチ３９が押される
とオン状態となり、以降はキャンセルスイッチ３７が押
されるかまたはブレーキが操作されるかまたはイグニッ
ションスイッチがオフにされるまでオン状態を保持す
る。電磁クラッチ駆動回路３３ｄはマイコン３３ａから
のＣＬＵＴＣＨ信号に基づいてパワートランジスタをオ
ン−オフ制御し、前記第１の電磁クラッチコイル１９お
よび第２の電磁クラッチコイル２９を制御する。

【００１８】図２は、上述した図１に示したスロットル
駆動装置に使用されているスロットル駆動部１０の構成
を示す図である。同図に示すスロットル駆動部１０は、
図１に示したように、スロットルバルブ１に抵抗を付加
する電子式ダンパ機能部５１をスロットルバルブ１の左
側に有するとともに、ＤＣモータ７の回転をスロットル
バルブ１に伝達するノーマルオープン型の電磁クラッチ
５をスロットルバルブ１の右側に有し、図１に示した電
子コントローラ３３によりＤＣモータ７、電磁クラッチ
５を介してスロットルバルブ１の開閉を電子制御するこ
とによりアクセルペダルを使用することなく自動定速走
行制御（ＡＳＣＤ）を行うことができる。

【００１９】ノーマルオープン型電磁クラッチ５におい
ては、ＤＣモータ７の回転は減速ギヤ２１を介してクラ
ッチ連結プレート２３に伝達され、このクラッチ連結プ
レート２３には電磁クラッチプレート２５が対向して配
設されているが、この電磁クラッチプレート２５はクラ
ッチ付勢用スプリング２７によって付勢され、通常の状
態ではクラッチ連結プレート２３から切り離されてい
る。また、電磁クラッチプレート２５には隣接して、ク
ラッチ連結プレート２３と反対側に電磁クラッチコイル
２９が設けられ、この電磁クラッチコイル２９が通電さ
れると、この電磁クラッチコイル２９の磁力によってク
ラッチ連結プレート２３を引き付けて、電磁クラッチプ
レート２５とクラッチ連結プレート２３とが連結し、こ
れによりＤＣモータ７の回転が減速ギヤ２１、クラッチ
連結プレート２３、電磁クラッチプレート２５を介して
スロットルバルブ１に伝達され、該スロットルバルブ１
をＤＣモータ７の回転に応じて開閉制御することができ
る。また、電磁クラッチコイル２９が非通電状態になる
と、クラッチ付勢用スプリング２７の付勢力によってク
ラッチ連結プレート２３は電磁クラッチプレート２５か
ら切り離されるようになっている。

【００２０】また、スロットルバルブ１の左側には、電
子式ダンパ機能部５１との間にスロットルバルブ１を閉
じる方向に付勢するスロットルバルブ用リターンスプリ
ング９が設けられ、これにより電磁クラッチ５の電磁ク
ラッチコイル２９が非通電状態になり、電磁クラッチ５
が開放状態になった場合には、スロットルバルブ用リタ
ーンスプリング９の作用によりスロットルバルブ１は閉
じる方向に付勢されるが、この場合にスロットルバルブ
１は急激に閉成しないで、電子式ダンパ機能部５１の作
用により後述するように緩やかに閉成し、エンジンが急
激な変化をしないようにしている。

【００２１】すなわち、電子式ダンパ機能部５１は、図
２および該電子式ダンパ機能部５１を側部から見た図３
からわかるように、スロットルバルブ１に一端が連結さ
れたスロットルリンケージ５３を有し、このスロットル
リンケージ５３の他端にはピストンリンケージ５５の上
端部が連結されている。また、このピストンリンケージ
５５の下端部にはピストン５７が取り付けられ、該ピス
トン５７は電気粘性流体ダンパ５９内の電気粘性流体６
１内に配設されている。

【００２２】電気粘性流体６１は、電界を印加されてい
ない場合には、粘性抵抗は非常に小さいものであるの
で、この場合にはピストン５７は抵抗もなく迅速に動作
し得るが、電界が印加されると、粘性抵抗が増大し、ピ
ストン５７の動きを緩やかにするように作用する。

【００２３】電気粘性流体ダンパ５９の電気粘性流体６
１内の隅部には電極６３が配設され、この電極６３はリ
レー６５の接点を介して接点端子６７に接続されてい
る。該接点端子６７にはバッテリの電圧Ｖ_b が印加され
ており、リレー６５の接点が閉じた場合には、該電圧Ｖ
_b が電極６３に印加されるようになっている。また、リ
レー６５のコイルは一端がアースされ、他端はコイル端
子６９を介してシステムの連動電源の電圧Ｖ_s が印加さ
れるようになっている。

【００２４】更に詳しくは、リレー６５のコイル端子６
９に印加される電圧Ｖ_s は電磁クラッチ５の電磁クラッ
チコイル２９に印加される電圧と連動していて、電磁ク
ラッチコイル２９が通電状態の場合には、電圧Ｖ_s はコ
イル端子６９に印加されず、電磁クラッチコイル２９が
非通電状態の場合に、電圧Ｖ_s はコイル端子６９に印加
されるようになっている。この結果、電磁クラッチコイ
ル２９が通電状態となって、電磁クラッチ５が連結状態
の場合には、電圧Ｖ_s がコイル端子６９に印加されず、
従って電気粘性流体６１の粘性抵抗も小さく、ピストン
５７、ひいてはスロットルバルブ１は抵抗もなく円滑に
動作するが、電磁クラッチコイル２９が非通電状態とな
って、電磁クラッチ５が開放状態の場合には、電圧Ｖ_s
がコイル端子６９を介して電極６３に印加され、これに
より電極６３によって電気粘性流体６１内に電界が発生
し、電気粘性流体６１の粘性抵抗が増大し、ピストン５
７、ひいてはスロットルバルブ１に抵抗が作用し、スロ
ットルバルブ１はこの抵抗によって緩やかに動作するよ
うになっている。

【００２５】以上のように構成されたスロットル駆動装
置において、通常は、電磁クラッチコイル２９が通電さ
れ、電磁クラッチ５が連結している場合には、電子コン
トローラ３３によって制御されるモータ７の回転が電磁
クラッチ５を介してスロットルバルブ１に伝達され、こ
れによりモータ７の回転によってスロットルバルブ１が
開閉制御され、これによりアクセルペダルを使用するこ
となく自動定速走行制御（ＡＳＣＤ）を行うことができ
る。

【００２６】そして、この場合には、電子式ダンパ機能
部５１のコイル端子６９には電圧Ｖ_s が印加されないの
で、リレー６５の接点は開放したままであり、電気粘性
流体ダンパ５９の電極６３には電圧は印加されない。従
って、電気粘性流体６１の粘性抵抗は小さいので、電気
粘性流体６１内のピストン５７は抵抗もなく自在に動作
し、該ピストン５７にピストンリンケージ５５およびス
ロットルリンケージ５３を介して連結されているスロッ
トルバルブ１も同様に抵抗なく円滑に動作し、スロット
ルバルブ１は電磁クラッチ５を介してモータ７の回転に
よって自在に開閉動作する。

【００２７】一方、モータ７または電子コントローラ３
３が故障等して異常状態になった場合には、電磁クラッ
チコイル２９は非通電状態になるとともに、電子式ダン
パ機能部５１のコイル端子６９に電圧Ｖ_s が印加され
る。従って、電磁クラッチコイル２９が非通電状態にな
ったことで電磁クラッチ５は開放状態となり、これによ
りモータ７の回転はスロットルバルブ１に伝達されない
ため、スロットルバルブ１はスロットルバルブ用リター
ンスプリング９の作用により閉方向に付勢されることに
なる。

【００２８】しかしながら、電磁クラッチコイル２９が
非通電状態になり、電磁クラッチ５が開放状態になると
同時に、電子式ダンパ機能部５１のコイル端子６９には
電圧Ｖ_s が印加されるので、リレー６５の接点は閉じ、
接点端子６７に印加されている電圧Ｖ_b がリレー６５の
接点を介して電極６３に印加され、これにより電気粘性
流体ダンパ５９の電気粘性流体６１は電界を加えられ
て、粘性抵抗が増大するため、電気粘性流体６１内のピ
ストン５７はその粘性抵抗によって迅速には動作でき
ず、緩やかに動作する。従って、このピストン５７にピ
ストンリンケージ５５およびスロットルリンケージ５３
を介して連結されているスロットルバルブ１はスロット
ルバルブ用リターンスプリング９の作用によって迅速に
閉じずに、緩やかにゆっくりと閉じるので、この結果車
両のエンジンの出力は急激に低下変化しない。従って、
例えば車両が低速ギヤ走行していたとしても、エンジン
の出力はゆっくりと低下し、車両の挙動がギクシャクす
ることはない。

【００２９】図４は、本発明の他の実施例に係わるスロ
ットル駆動装置に使用される別のスロットル駆動部の構
成を示す図である。同図に示す実施例は、図１〜３に示
した実施例において電子式ダンパ機能部５１の代わりに
空気ダンパ７３を使用したところが異なるものである。
なお、図５は図４の構成を側部から見た構成を示す図で
ある。

【００３０】図４，５において、スロットルバルブ１に
スロットルリンケージ５３、ピストンリンケージ５５を
介してピストン５７が取り付けられている構成は、図
２，３と同じであるが、図４，５においてこのピストン
５７は空気ダンパ７３内に設けられている。更に詳しく
は、ピストン５７の周囲にはゴムリング７５が設けら
れ、これによりピストン５７は空気ダンパ７３内におい
て緊密に上下動し得るようになっている。また、ピスト
ン５７の下側にはスプリング７７が取り付けられてい
る。空気ダンパ７３の底部には空気抜穴７９が形成され
るとともに、該空気抜穴７９の側近に形成された開口部
には電磁ソレノイドバルブ８１が取り付けられ、該電磁
ソレノイドバルブ８１の開閉動作によって空気ダンパ７
３内のピストン５７に対する抵抗を制御するようになっ
ている。

【００３１】すなわち、電磁ソレノイドバルブ８１は、
電磁クラッチ５の電磁クラッチコイル２９の通電時には
開放するように制御され、これによりモータ７によって
開閉駆動されるスロットルバルブ１の動作に対してピス
トン５７の往復動作による抵抗が加わらないように制御
される。

【００３２】また、モータ７や電子コントローラ３３が
故障等により異常状態になって、電磁クラッチ５の電磁
クラッチコイル２９が非通電状態になった場合には、電
磁ソレノイドバルブ８１は閉じるように制御され、これ
によりピストン５７に空気ダンパ７３による抵抗を加
え、スロットルバルブ１がスロットルバルブ用リターン
スプリング９の作用によって急速に閉じないようにして
いる。すなわち、電磁ソレノイドバルブ８１が閉じる
と、空気ダンパ７３によってピストン５７に加わる抵抗
によってスロットルバルブ１はスロットルバルブ用リタ
ーンスプリング９に抗して緩やかに閉じ、この結果車両
のエンジンの出力は急激に低下変化しないようにしてい
る。従って、上述したように、この場合に例えば車両が
低速ギヤ走行していたとしても、車両の挙動がギクシャ
クすることはない。なお、空気抜穴７９は抵抗を発生す
る程度の大きさに形成され、電磁ソレノイドバルブ８１
は開放時にピストン５７の運動によって抵抗を発生しな
い程度の開口径を有するものである。

【００３３】尚、スロットルバルブに通常取り付けられ
ているダッシュポットは、全閉直前のスロットルバルブ
の回転に抵抗を付加する事によって、スロットルバルブ
の全閉直前のエンジン出力の急激な低下を抑えると共
に、ゆっくり全閉にすることによって排気ガスをきれい
にすることを目的に取り付けられているものである。し
かし、このダッシュポットはスロットルバルブの全閉直
前にのみ効果があるものなので、本発明のようにスロッ
トルバルブのどんな開度からもその回転に抵抗を付加す
るというものではない。従って、本発明による装置と共
に設置して問題ない。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
開閉用モータおよびモータ制御装置の異常を検知した
時、リターンスプリングによって閉方向に付勢されるス
ロットルバルブの回転に抵抗を付加し、スロットルバル
ブが緩やかに閉じるようにしているので、モータや電子
コントローラの故障等による異常時にもエンジン出力が
急激に低下変化することなく、円滑な動作を得ることが
でき、商品性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係わるスロットル駆動装置
のシステム構成を示す図である。

【図２】図１に示したスロットル駆動装置に使用されて
いるスロットル駆動部の構成を示す部分断面図である。

【図３】図３に示すスロットル駆動部の側部の構成を示
す部分断面図である。

【図４】本発明の他の実施例の構成を示す部分断面図で
ある。

【図５】図４に示したスロットル駆動部の側部の構成を
示す部分断面図である。

【符号の説明】

１ スロットルバルブ ５ 電磁クラッチ ７ ＤＣモータ ９ スロットルバルブ用リターンスプリング ２９ 電磁クラッチコイル ５１ 電子式ダンパ機能部 ５７ ピストン ５９ 電気粘性流体ダンパ ６１ 電気粘性流体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リターンスプリングによって閉方向に付
   勢されたスロットルバルブの開閉用モータをモータ制御
   装置によってアクセルペダルの踏み込み量に基づいて駆
   動制御するスロットルバルブ制御装置において、 前記開閉用モータおよび前記モータ制御装置の異常を検
   知したときに信号を出力する異常検知手段と、 前記スロットルバルブと前記開閉用モータとの間に設け
   られ、前記異常検知手段より信号が入力されていないと
   きには連結状態となり、前記異常検知手段より信号が入
   力されたときには開放状態となる電磁クラッチと、 前記異常検知手段より信号が入力されたときにリターン
   スプリングによって閉方向に付勢されるスロットルバル
   ブの回転に抵抗を付加するスロットルバルブ緩衝手段と
   を有することを特徴とするスロットル駆動装置。